View of RANCANGAN ALAT PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA BATERAI

1119

RANCANGAN ALAT PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA BATERAI

Bitson Nerpandi Hutapea¹ Ganda Sirait, S.Si., M.SI.²

1Program Studi Teknik Industri, Universitas Putera Batam

2Program Studi Teknik Industri, Universitas Putera Batam email: pb160410127@upbatam.ac.id

ABSTRACT

Many factors could affect electricity distribution to seclusion places or the outer part of an island that needs electricity, for instance the power plant center is located very far away, low population, and difficult access to electricity. This is a design to establish a battery power generator that has the same concept with a common generator that could result in electricity power up to 36 kWh, this power can supply electricity to 30 houses with 1,2 kWh for each house. The goal of this research is to re-designing a generator by considering user needs. A survey had been made to acknowledge what customers might need from this product and axiomatic design is used to compile a parameter design using mapping process from customer attribute and functional requirement.

Keywords: Axiomatic design, Pembangkit listrik tenaga terbarukan

PENDAHULUAN

Listrik merupakan salah satu energi penunjang dalam kehidupan sehari – hari, akan tetapi distribusi energi listrik hingga saat ini masih belum maksimal. Hampir semua kalangan masyarakat pada era saat ini teknologi yang digunakan semakin kedepannya semakin canggih, semua jenis alat elektronik menggunakan sumber daya listrik AC atau DC.

Masyarakat desa yang belum mendapatkan aliran listrik dari PLN tidak habis akal guna menunjang aktifitas sehari – hari mereka menggunakan Genset berbahan bakar solar, akan tetapi mulai dari akses pembelian solar bagi warga pulau terpencil akan banyak menguras tenaga, waktu dan biaya, disebabkan susahnya mendapatkan bahan bakar solar mereka membatasi penggunaan genset hanya dimalam hari

dan pada saat pagi genset dimatikan agar menghemat konsumsi solar. Melihat kondisi seperti itu maka terfikirkan ide ingin membuat genset tanpa bahan bakar, kedepannya dapat digunakan oleh masyarakat terpencil yang belum menikmati listrik guna menunjang aktifitas ekonomi, pendidikan dan pastinya kehidupan sehari – hari yang banyak menggunakan tenaga listrik. Rancangan alat pembangkit listrik tenaga baterai ini belum pernah dirancang dan dibuat sebelumnya sehingga masih banyak proses penelitian untuk uji coba yang harus dilakukan.

KAJIAN TEORI A. Axiomatic design

Metode perancangan yang digunakan dalam mendesain produk menggunakan axiomatic design ini dikembangkan oleh

salah satu professor dari MIT (Massasuchet Institute of Technology) yaitu professor Nam Pyo Suh yang membuat sebuah logika proses desain (Purnomo et al., 2019). Axiomatic Design yaitu sutau metode yang mendefenisikan dua aksioma dan suatu metode yang mendefenisikan rancangan sebagai bentuk dari sintesis solusi dalam sebuah produk, proses, dan sebuah sistem yang memenuhi kebutuhan konsumen dengan memetakan functional requitment (FR) dalam fungsional domain dan desain parameter (DP) dari domain fisik yang melalui pemilihan dari DP yang sesuai untuk memenuhi FR (Achmadi &

Purnomo, 2018). Dengan adanya istilah- istilah diatas bahwa CA/Customer Atribute merupakan domain yang memenuhi keinginan dari seorang pengguna, FR/Functional Requirement ayaitu domain berisi fungsi yang dapat dicapai dari suatu rancangan produk, DP/Design Parameter ialah yang terjadi perubahan dari FR bagaimana fungsi FR itu diwujudkan, PV/Process Variable membahas bahwa rancangan produk dibuat, atau dengan kata lain PV menceritakan langkah-langkah produksi dari suatu rancangan sebelum menjadi produk (Achmadi & Purnomo, 2018).

B. Antropometri

Antropometri yaitu pengetahuan untuk melakukan hitungan tubuh manusia termasuk postur duduk,berdiri dan lain- lain guna merancang lingkungan kerja yang nyaman (Putra, 2018). Banyak hal yang mempengaruhi data antropometri antaralain jenis kelamin,usia,etnis dan jenis pekerjaan (Purnomo et al., 2019).

Pada penelitian antropometri dipakai untuk merancang beberapa fungsi dalam pembangkit listrik tenaga baterai yaitu

dibuat untuk memudahkan saat mengangkat produk sehingga praktis digunakan atau pemindahan produk. Ada 2 pengukuran tubuh yang digunakan dalam merancang pegangan, yaitu pengukuran lebar telapak tangan (LTT) dan panjang telapak tangan (PTT) (Ghufrani, 2020).

C. Kerangka Pemikiran

Gambar 1 Kerangka pemikiran

Banyaknya daerah yang belum mendapatkan pasokan atau distribusi listrik dari PLN

Genset hanya solusi sementara dan memiliki kekurangan dari segi pembelian

Melakuan re- design rancangan pembangkit listrik tenaga baterai dengan metode axiomatic design

Memberikan desain usulan pengganti genset menjadi pembangkit listrik tenaga baterai

1121 METODE PENELITIAN

A. Flowchart Penelitian

Gambar 2 Flowchart Penelitian

B. Populasi dan sampel

Populasi untuk penelitian adalah pekerja dan konsumen CV.FF Service dan diambil data melalui kuisioner dalam jangka waktu kedatangan konsumen mulai dari awal bulan Mei 2023 sampai akhir bulan juni 2023.

C. Teknik Pengumpulan Data

Dalam mengumpulkan data informasi penulis memakai cara wawancara, kuesioner customer Attribute dan pengambilan data antropometri dimensi.

D. Teknik pengolahan data

1. Pertama penulis melakukan pengolahan data dari kuesioner dengan konsep pengerjaan Axiomatic design yaitu mengidentifikasi keinginan penggunaan pembangkit listrik tenaga baterai dimana ini akan menghasilkan Costumer Attribute (CA),kemudian melakukan pemetaan Functional requirement (FR) dan kemudian menghasilkan Design Parameter (DP) lalu langkah terakhir adalah melakukan Process Variable (PV) yang menghasilkan rancangan virtual pembangkit listrik tenaga baterai (Andriani et al., 2018).

2. untuk langkah kedua adalah antropometri dimana langkah ini bertujuan untuk merancang beberapa bagian dalam rancangan alat pembangkit listrik tenaga baterai. Ada tiga dimensi antropometri yang dipakai yaitu lebar ibu jari untuk menghasilkan rancangan tombol yang ergonomis, lebar telapak tangan dan panjang telapak tangan untuk menghasilkan rancangan yang nyaman untuk di genggam (Thaha et al., 2021). Data antropometri didapatkan dengan penilaian langsung kepada 32 orang.

Analisis data

Kesimpulan dan saran

Pengumpulan data

• Wawancara pada pekerja pra penelitian

• Pengumpulan kuesioner costumer attribute (CA)

• Pengumpulan data antropometri

Pengolahan data

• Pengolahan data CA ke FR

• Pengolahan data antropometri

• Pembuatan desain Tujuan dan manfaatpenelitian

Identifikasi masalah

Studi pustaka Studi lapangan

Rumusan masalah

HASIL DAN PEMBAHASAN A. Identifikasi Customer Attribute

Tabel 1 Identifikasi Customer Attribute

Tabel 2 output uji validitas data

Attribute Currected Item-Total

Correlation Keterangan Tidak berat

Mudah digunakan Mudah dibawa Aman digunakan Awet

Harga Terjangkau Waterproof Desain menarik Ukuran kecil Perawatan mudah

0,750 0,164 0,526 0,160 0,524 0,123 0,511 0,530 0,651 0,101

Valid Tidak valid

Valid Tidak valid

Valid Tidak valid

Valid Valid Valid Tidak valid

Tabel 3 output uji reliabilitas data

Reliability Statistics Cronbach’s

Alpha

N of Items

.743 6

B. Uji kecukupan data N = ^{𝑍2𝑝𝑞}

𝑒²

N = ^{1.642𝑥0,97𝑥0,03}

0,05²

N = 33

Agar mendapatkan apakah memakai data yang sesuai tidak perlu melakukan perbandingan dari nilai N dengan total sampel yang dipakai. Terlihat perhitungan didapat nilai N = 33 dengan total sampel adalah 76 orang. Dari perhitungan tersebut dapat diartikan yaitu sampel yang dipakai sudah cukup dikarenakan nilai N < n.

C. Uji keseragaman lebar ibu jari

𝜎 = √∑(𝑥 − 𝑥̅)² 𝑁 − 1

𝜎

= √∑(2.5 − 2.36)²+ (2.3 − 2.36)²+ (2.2 − 2.36)²+ ⋯ + (2 − 2.36)² 32 − 1

𝜎 = 0.22

BKA = x̅ + 𝑘𝜎

= 2.36 + 2(0.22) = 2.804 BKB = x̅ − 𝑘𝜎

= 2.36 – 2(0.22) = 1,908

D. Uji keseragaman data dimensi lebar telapak tangan

𝜎 = √∑(𝑥 − 𝑥̅)² 𝑁 − 1

𝜎

= √∑(8.5 − 8.28)²+ (8.7 − 8.28)²+ (8.3 − 8.28)²+ ⋯ + (8.5 − 8.28)² 32 − 1

𝜎 = 0.399 BKA = 𝑥̅ + 𝑘𝜎

= 8.278 + 2(0.399) = 9.077 BKB = 𝑥̅ − 𝑘𝜎

= 8.278 – 2(0.399) = 7.479

No Customer attribute

Jumlah No Customer attribute

Jumlah

1 2 3 4 5

Tidak Berat Mudah Digunakan Mudah Dibawa Aman digunakan Awet

43 43 42 37 34

6 7 8 9 10

Harga Terjangkau Waterproof Desain menarik Ukuran Kecil Perawatan Mudah

15 14 13 10 10

1123 E. Uji keseragaman data dimensi

panjang telapak tangan

𝜎 = √∑(𝑥 − 𝑥̅)² 𝑁 − 1

𝜎

= √∑(18.5 − 18.196)²+ (18 − 18.196)²+ (17.9 − 18.196)²+ ⋯ + (17.6 − 18.196)² 32 − 1

𝜎 = 0.506 BKA = 𝑥̅ + 𝑘𝜎

= 18.197 + 2(0.506) = 19.210 BKB = 𝑥̅ − 𝑘𝜎

= 18.197 – 2(0.0506) = 17.184

F. Uji Normalitas Data Antropometri

Tabel 4 uji normalitas data

Kolmogotov- snirnov

Shapiro-wilk statist

ic

df Sig statist ic

df Sig LIB

LT T PT T

0.103 0.089 0.113

3 2 3 2 3 2

0.08 2 0.12

8 0.07

9

0.958 0.922 0.977

3 2 3 2 3 2

0.29 3 0.42

8 0.27

6

G. Persentil

Tabel 5 Persentil

Persentil Dimensi tubuh

LIJ LTT PTT

P5 P50 P95

1.987 2.356 2.725

7.620 8.278 8.936

17.364 18.197 19.030

H. Pemetaan Desain Dengan Axiomatic Design

Tabel 6 Atribut Awet

Tabel 7 Atribut Waterproof

Kod e

Cuntomer

Kode Functional Requirement Kode

Design Paramete r Attribute

CA2 Waterpro of

FR2

Meningkatka n ketahanan terhadap

bocor DP2

Waterpro of material

FR2.1

Meningkatka n ketahanan produk

terhadap air DP2.1 Material dengan aluminiu m seng

FR2.1.

1

Mengantisipa si air tidak masuk ke mesin

DP2.1.

1

Material dari besi Kod

e Cuntome

r Kode Functional

Requirement Kode Design Paramete

r Attribute

CA1 Awet

FR1

Meningkatka n ketahanan

produk DP1

Produk yang durable

FR1.1

Meningkatka n ketahanan terhadap kondisi

lingkungan DP1.1 Material yang kokoh pada produk

FR1.1.

1

Melindungi bagian body dari perubahan temperatur

DP1.1.

1

Material dari aluminiu m seng

FR1.1.

2

Melindungi dinamo dari objek yang dapat merusak (percikan air,jangkaua n anak-anak, dll)

DP1.1.

2

Material dari besi

Tabel 8 Desain menarik

Tabel 9 Tidak berat

Kode Cuntomer Kode Functional

Requirement Kode Design Parameter Attribute

CA4 Tidak Berat

FR4

Memberikan kemudahan saat dibawa DP4

Lightweight design

FR4.1

Mengurangi beban

berlebih DP4.1 Bobot produk yang ringan

FR4.1.1

Mengurangi risko kram

otot DP4.1.1

Bobot produk s

Tabel 10 Ukuran kecil

Tabel 11 Mudah dibawa

Kode Cuntomer Kode Functional

Requirement Kode Design

Parameter

Attribute

CA6 Mudah

dibawa FR6

Kenyamanan saat digunakan DP6

Ergonomic handle design

FR6.1

Kenyamanan saat menggunakan

pegangan DP6.1

panjang dan diamter pegangan sesuai dengan data antropometri

FR6.1.1

Mengurangi licin saat pegangan di

gunakan DP6.1.1

Bahan dari rubber

FR6.1.1.1

Mencegah tidak nyaman saat pegangan

digunakan DP6.1.1.1 Persentil 95%, panjang telapak tangan 8,68cm

FR6.1.1.2

Menguragi ketidaknyamanan ditelapak tangan katena ukuran

terlalu besar DP6.1.1.2

Persentil 5%

lebar telapak tangan 7,62cm

Kode Cuntomer Kode Functional

Requirement Kode Design

Parameter Attribute

CA5 Ukuran Kecil

FR5

Memberikan kepraktisan dalam

penggunaan DP5

Adjustable design

FR5.1

Memberikan kemudahan perubahan

ukuran DP5.1

2 level penyesuaian bentuk

FR5.1.1

Mengefisiensika putaran dinamo DP5.1.1

Memberikan gear box ke dinamo

FR5.1.1.1

Memberikan pelumas pada

gear dinamo DP5.1.1.1 Panjang total body dan space 90 cm

FR5.1.2

Memberikan penyesuaian untuk meringkas

produk DP5.1.2

Penutup gear box sama dengan dimensi dinamo

FR5.1.2.1

Mengurangi space untuk

penyimpanan DP5.1.2.1 Panajang body 80 cm Kode Cuntomer Kode Functional

Requirement Kode Design

Parameter Attribute

CA5 Ukuran Kecil

FR5

Memberikan kepraktisan dalam

penggunaan DP5

Adjustable design

FR5.1

Memberikan kemudahan perubahan

ukuran DP5.1

2 level penyesuaian bentuk

FR5.1.1

Mengefisiensika putaran dinamo DP5.1.1

Memberikan gear box ke dinamo

FR5.1.1.1

Memberikan pelumas pada

gear dinamo DP5.1.1.1 Panjang total body dan space 90 cm

FR5.1.2

Memberikan penyesuaian untuk meringkas

produk DP5.1.2

Penutup gear box sama dengan dimensi dinamo

FR5.1.2.1

Mengurangi space untuk

penyimpanan DP5.1.2.1 Panajang body 80 cm

1125 I. Perhitungan Daya Listrik dari

Rancangan Alat Pembangkit Listrik Baterai

P = V . I

P = 15.000 Volt . 3 Ampere P = 45.000 VA

P = 36.000 Watt = 36 kWh

J. Uji Marginal Homogenity

Uji marginal homogenity digunakan untuk mengidentifikasi apakah desain yang diusulkan sesuai dengan customer attribute ataukah tidak. Hipotesis yang diguankan adalah H0 : Tidak ada perbedaan signifikan antara users requirement dengan desain usulan yang dibuat H1: Ada perbedaan yang signifikan antara users requirement dengan desain usulah yang dibuat. Dengan tingkat signifikansi 5% didapatkan hasil uji sebagai berikut:

Tabel 12 Hasil uji marginal homogenity

Attribute

Asymp.sig (2- tailed)

Awet 0.110

Waterproof 0.190

Desain menarik 0.137 Tidak berat 0.009 Ukuran kecil 0.610 Mudah dibawa 0.120

K. Uji Wilcoxon Signed Rank Test Wilcoxon digned rank test digunakan untuk menguji signifikansi perbedaan antara 2 data berpasangan, dalam hal ini adalah desain pembangkit listrik tenaga air portable sebelum desain dan setelah didesain ulang. Hipotesis yang digunakan dalam pengujian ini adalah Ho : Tidak ada perbedaan desain

pembangkit listrik tenaga baterai sebelum dan sesudah didesain ulang Ha : Ada perbedaan desain pembangkit listrik tenaga baterai sebelum dan sesudah didesain ulang

Tabel 13 Hasil uji wilcoxon signed rank test

Attribute Asymp.sig (2-tailed)

Awet 0.00

Waterproof 0.03

Desain menarik 0.00

Tidak berat 0.01

Ukuran kecil 0.01

Mudah dibawa 0.00

SIMPULAN

Berdasarkan dari uraian hasil penelitian yang telah dilakukan perbandingan perhitungan desain genset yang sudah ada dengan desain pembangkit listrik tenaga baterai ini adalah Kapasitas keluaran daya listrik adalah 36 kWh dengan menggunakan, Desain yang lebih diperlukan melalui perhitungan Customer Attribute menghasilkan 6 atribut yaitu atribut awer, tidak berat, mudah dibawa, desain menarik, Waterproof dan ukuran kecil. Bobot dari produk ini berkisar antara 4,83 kg dengan dua level perubahan ukuran panjang produk yaitu antara 80 cm - 90cm.

Produk ini dilengkapi dengan sebuah tombol power berwarna putih berbentuk bulat dengan cekungan kedalam yang didesain sesuai dengan data antropometri yang berukuran 2,75 cm, lampu LED berwarna putih, sebuah baterai tipe deep cycle battery sebagai media penyimpanan daya, dan sebuah

handle dari karet dengan ukuran diameter 8,68 cm dan lebar 7,62 cm.

DAFTAR PUSTAKA

Achmadi, O., & Purnomo, H. (2018).

Konsep Rancangan Alat Penanam Benih Jagung Dengan Pendekatan Axiomatic Design. Seminar Nasional Teknik Industri UGM, 93–

101.

Andriani, D. P., Choiri, M., & Desrianto, F.

B. (2018). Redesain Produk Berfokus Pada Customer Requirements Dengan Integrasi Axiomatic Design dan House of Quality. Jurnal Ilmiah Teknik

Industri, 17(1), 71.

https://doi.org/10.23917/jiti.v17i1.58 67

Ghufrani, S. (2020). Perancangan Alat Pengangkut Galon Ke Dispenser Dengan Pendekatan Metode Axiomatic Design.

Purnomo, H., Kurnia, F., & Samodro, G.

(2019). Seminar NaPerancangan

Interior City Bus Handles Pada Trans Jogja Menggunakan Metode Axiomatic Designsional IENACO- 2019. Ienaco, 294–301.

Putra, E. A. (2018). Perancangan desain pembangkit listrik tenaga air. 99.

Thaha, H. M., Eko, D., & Prasetio, A.

(2021). Perancangan Alat Bantu Pengujian Komponen Gear Pump Hd 785-7 Di Pt Saptaindra Sejati Design Testing Tools Gear Pump Components Hd 785-7 At Pt Saptaindra Sejati. Jurnal Baut Dan Manufaktur, 03(1), 47–52.

Biodata oleh penulis pertama Bitson Nerpandi Hutapea merupakan mahasiswa program pascasarjana Prodi Teknik Industri Universitas Putera Batam,

Biodataoleh Penulis kedua, Ganda Sirait, S.Si., M.SI., merupakan Dosen Prodi Teknik Industri Universitas Putera Batam.